مفهوم القصور الذاتي
يمكن تعريف القصور الذاتي (بالإنجليزية: Inertia) أو العطالة في الفيزياء بأنه ميل الأجسام إلى ممانعة أو مقاومة التغير في حالتها الحركية، بمعنى أن الجسم الساكن يحاول المحافظة على سكونه، ويقاوم أي محاولة لتحركيه، والجسم المتحرك بحركة معينة يحاول المحافظة على حالته الحركية نفسها، ويقاوم أي تغيير في سرعته، أو اتجاه حركته، أو إيقافه.[١]
قانون القصور الذاتي
عبر العالم الفيزيائي إسحق نيوتن عن القصور الذاتي بقانونه الأول، والذي أصبح يعرف باسم قانون نيوتن الأول (بالإنجليزية: Newton’s first law)، أو قانون القصور الذاتي (بالإنجليزية: law of inertia)، والذي ينص على أن "الجسم الساكن يبقى ساكناً، والجسم المتحرك في خط مستقيم بسرعة ثابتة يبقى متحركًا، ما لم تؤثّر فيه قوة خارجية محصلة تغير من حالته الحركية".[١][٢]
صاغ جاليليو جاليلي قانون القصور الذاتي لأول مرة للحركة الأفقية على الأرض، ثم عممه رينيه ديكارت لاحقًا، ولكن، قبل جاليليو، كان يُعتقد أن كل حركة أفقية تتطلب سببًا مباشرًا لتحدث، ولكن جاليليو استنتج من تجاربه أن الجسم المتحرك سيظل في حالة حركة ثابتة، ما لم تتسبب قوة خارجية، كقوة الاحتكاك مثلًا، في جعله يسكن ويستريح، وهذا القانون هو أيضًا أول قوانين الحركة الثلاثة التي وضعها إسحاق نيوتن.[١]
العلاقة بين القصور الذاتي للأجسام وكتلتها
يختلف القصور الذاتي للأجسام باختلاف كُتَلها، فكلما زادت كتلة الجسم كلما كان قصوره الذاتي أكبر، والعكس صحيح، ووفقًا لقانون نيوتن الثاني؛ فإن القوة (F) المطلوبة لتغيير حالة حركة الجسم هي عبارة عن حاصل ضرب كتلة الجسم (m) والتسارع الناتج عن هذه القوة (a)، وذلك حسب العلاقة الرياضية F = ma، هذا يعني أن القوة اللازمة لتغير الحالة الحركية للجسم تعتمد على مقدار كتلته، حيث إن الجسم ذا القوة الأكبر والقصور الذاتي الأكبر يحتاج إلى قوة أكبر أيضًا لتغير الحالة الحركية له، والعكس صحيح.[٣]
أمثلة عملية على القصور الذاتي
يوجد العديد من الأمثلة والتطبيقات العملية على القصور الذاتي للأجسام في حياتنا اليومية، ومن أبرزها ما يأتي:[٤][٢]
- تغير وضعية سائق وركاب السيارة عند تغير الحالة الحركية لها، أي عندما تزداد سرعتها، أو تتوقف، أو تتحرك على منعطف حاد.
- حركة الطائرة عندما يغير الطيار إعداد دواسة الوقود للمحرك.
- حركة الطائرة الورقية عندما تتغير الرياح.
- نفض السجاد بقوة كبيرة للتخلص من الأوساخ العالقة بها، وذلك للتغلب على قوة القصور الذاتي لها.
- تساقط أوراق وثمار الأشجار عند اهتزاز أغصانها، نتيجة تغير الحالة الحركية للغصن وبقاء الأوراق والثمار في وضع السكون؛ مما يجعلها تسقط على الأرض.
- وقوع ركاب الحافلة إلى الأمام عند نزولهم منها وهي تتحرك.
- استمرار السائل في الحركة بشكل دائري في الكأس حتى عند إبعاد الملعقة التي كانت تتسبب بحركته بشكل دائري، نتيجة ممانعته لحالة السكون ومحاول المحافظة على حركته نفسها.
المراجع
- ^ أ ب ت "law of inertia", britannica, Retrieved 23/2/2023. Edited.
- ^ أ ب "Newton’s Laws of Motion", grc.nasa, Retrieved 23/2/2023. Edited.
- ↑ "What is Inertia?", sciencing, Retrieved 23/2/2023. Edited.
- ↑ "10 Examples of Inertia in Daily Life", studiousguy, Retrieved 23/2/2023. Edited.
